JP2009191619A

JP2009191619A - 消音器及びその製造方法

Info

Publication number: JP2009191619A
Application number: JP2008029940A
Authority: JP
Inventors: Osamu Matsudo; 治松土
Original assignee: Sankei Giken Kogyo Co Ltd
Current assignee: Sankei Giken Kogyo Co Ltd
Priority date: 2008-02-12
Filing date: 2008-02-12
Publication date: 2009-08-27

Abstract

【課題】耐久性に優れ、ビビリ音等の異音を発生させることなく放射音を抑制することができると共に、板材間の水分の蒸発によるシェルの変形を防止することができる消音器を提供する。
【解決手段】板材２１を巻き重ねたシェル２を備える消音器１であって、板材２１の巻き方向の全周に亘り板材２１を少なくとも二重に巻き重ねてシェル２を構成すると共に、板材２１の巻き始め端２２から巻き方向に沿って外側に突出するリブ２４を形成し、リブ２４の巻き始め端２２で開口し且つシェル２の外部に閉じられている隙間２５をリブ２４に沿って形成する。
【選択図】図２

Description

本発明は、自動車のエンジンの排気系等に設けられる消音器に係り、特に板材を巻き重ねてシェルを構成する消音器及びその製造方法に関する。

自動車のエンジンの排気系に設けられる消音器として、板材を巻き重ねてシェルを構成する消音器が知られているが、前記消音器では、排気ガス中の水分等が巻き重ねた板材間に毛細管現象によって進入する場合がある。前記進入した水分は、自動車の運転中の排気ガスで高温に加熱されて蒸発し、その際の急激な体積膨張でシェルを変形させる虞がある。そのため、蒸発した水蒸気を逃がし、シェルの変形を防止する消音器が提案されている（特許文献１、２参照）。

特許文献１には、巻き重ねた板材の間に隙間（逃がし通路）を形成し、内側の板材に形成した貫通孔を介して隙間をシェル内部に連通させ、板材間で蒸発した水蒸気を前記隙間及び貫通孔を介してシェル内部に逃がす消音器が開示されている。

特許文献２には、内側の板材に外方へ突出するビードを形成し、前記ビードを外側の板材で内側に押し付け、シェルの内側に突出するように変形ビードを形成し、変形ビードにより二重に巻いた板材の間に隙間を形成し、前記隙間の内端をシェル内部に開口させ、板材間で蒸発した水蒸気を前記隙間及び開口を介してシェル内部に逃がす消音器が開示されている。前記消音器は、エンドプレート、仕切板、入口管、出口管で構成される中間組立品に板材を巻き付けて形成される。

特開２００４−２８５９６９号公報特開２００６−２６６２１５号公報

ところが、特許文献１の消音器は、板材間に溜まった凝縮水が貫通孔を腐食して耐久性が低下する、更に、貫通孔の箇所ではシェルが一枚の板材で構成され、放射音が増加するという問題がある。また、特許文献２の消音器では、外側の板材とビードが接している部分の接触圧は高いものの、変形ビードによる隙間の周囲の接触圧は低いため、ビビリ音等の異音が発生する虞がある。更に、板材を巻き重ねてシェルを構成する消音器では、特許文献２に記載されているように中間組立品に板材を巻き付けて製造する製造工程の他に、筒状のシェルに中間組立品を圧入して製造する場合も多いが、特許文献２の変形ビードがシェルの内側に突出する構成では、変形ビードが引っ掛かってしまうため、シェルに中間組立品を圧入して製造する方法を用いることはできない。

本発明は上記課題に鑑み提案するものであって、耐久性に優れ、ビビリ音等の異音を発生させることなく放射音を抑制することができると共に、板材間の水分の蒸発によるシェルの変形を防止することができる消音器及びその製造方法を提供することを目的とする。また、本発明の他の目的は、シェルの内側に局所的に突出する箇所が無く、シェルに中間組立品を圧入して製造することができる消音器及びその製造方法を提供することを目的とする。

本発明の消音器は、板材を巻き重ねたシェルを備える消音器であって、該板材の巻き方向の全周に亘り該板材を少なくとも二重に巻き重ねて該シェルを構成すると共に、該板材の巻き始め端から巻き方向に沿って外側に突出するリブを形成し、該リブの巻き始め端で開口し且つ該シェルの外部に閉じられている隙間を該リブに沿って形成することを特徴とする。前記リブによる隙間は離間して複数条形成することが好ましい。前記シェルは略円筒形若しくは略楕円筒形等とすることが可能である。

また、本発明の消音器は、前記隙間を前記板材の巻き始め端から巻き方向に半周以上１周未満の範囲で形成することを特徴とする。

また、本発明の消音器は、前記シェルを略楕円筒形とし、前記略楕円筒形の長軸に対応する面よりも曲率の大きな面に、重なり合う該板材が形状的に密着する閉塞部を設け、該閉塞部により前記隙間を該シェルの外部に閉じることを特徴とする。尚、シェルを略円筒形とし、重なり合う板材が形状的に密着する閉塞部を設け、閉塞部により隙間をシェルの外部に閉じる構成とすることも可能である。また、シェルの巻き終わり側の固定は、例えば板材の巻き終わり端の近傍、或いは閉塞部、或いはこれらの双方で、溶接等により固定することが可能である。

また、本発明の自動車或いは内燃機関の排気構造は、本発明の消音器を備えることを特徴とする。前記自動車には、自動四輪車以外に、自動二輪車等も含まれる。

また、本発明の消音器の製造方法は、板材を巻き重ねて構成され、該板材の巻き始め端から巻き方向に沿って外側に突出するリブが形成され、該リブの巻き始め端で開口し且つ外部に閉じられている隙間が該リブに沿って形成されているシェルに、エンドプレートと、仕切板と、該エンドプレート及び該仕切板に貫通されてガスの入口及び出口となる管とを有する中間組立品を圧入する工程を備えることを特徴とする。

尚、本明細書開示の発明には、各発明や各実施形態の構成の他に、これらの部分的な構成を本明細書開示の他の構成に変更して特定したもの、或いはこれらの構成に本明細書開示の他の構成を付加して特定したもの、或いはこれらの部分的な構成を部分的な作用効果が得られる限度で削除して特定した上位概念化したものも含まれる。

本発明では、巻き重ねた板材間に進入する水分をリブの隙間及び巻き始め端の開口からシェルの内部に逃がすことが可能であり、排気ガス等で加熱されて体積が膨張した水蒸気を前記開口から逃がすことができる。従って、水蒸気の体積膨張によるシェルの変形を防止することができる。また、特許文献１の如く、板材間に溜まった凝縮水が貫通孔を腐食することが無いので、耐久性を高めることができる。

また、シェルが一枚の板材で構成される剛性の低い部位で排気圧等を受ける必要が無いので、放射音を効果的に低減することができる。更に、隙間の周辺等で板材相互の接触圧が局所的に低くなることが無いので、ビビリ音等の異音の発生を防止することができる。

また、巻き方向の全周に亘り板材を少なくとも二重に巻き重ねてシェルを構成すると共に、隙間をシェルの外部に閉じることにより、例えば隙間に対応する部分の最内層の板材に腐食で穴が開いた場合等に、隙間を通じて排気ガスがシェル外部に漏れることを防止することができる。

また、シェルを略楕円筒形とし、略楕円筒形の長軸に対応する面よりも曲率の大きな面に、重なり合う該板材が形状的に密着する閉塞部を設け、閉塞部により隙間をシェル外部に閉じることにより、非常に高いシール性で隙間がシェル外部に通じることを防ぐことができ、より確実に排気ガス等のガス漏れを防止することができる。

また、リブを外側に突出して形成し、シェルの内側に局所的に突出する箇所を設ける必要がない。従って、シェル内部を略一様な断面形状にし、シェルに中間組立品を圧入して製造することができる。

本発明の実施形態の消音器について図１〜図６に基づき説明する。

本実施形態の消音器１は、例えば自動四輪車のエンジンの排気系に設けられる消音器であり、図１及び図２に示すように、略楕円筒形のシェル２の前端開口にエンドプレート３が気密に固定され、シェル２の後端開口にエンドプレート４が気密に固定されている。シェル２とエンドプレート３とは、シェル２の端部を巻き込むようにしてエンドプレート３の端部をかしめ、カシメ部３１で固定されている。同様に、シェル２とエンドプレート４とは、シェル２の端部を巻き込むようにしてエンドプレート４の端部をかしめ、カシメ部４１で固定されている。尚、シェル２とエンドプレート３、４の固定方法は、前記かしめ以外にも適宜であり、例えば溶接して固定してもよい。

シェル２の内部には、仕切板５、６がエンドプレート３、４と略平行に設けられている。エンドプレート３と仕切板５、仕切板５と仕切板６、仕切板６とエンドプレート４はそれぞれ所定間隔を開けて配置され、各々の間には室１１、１２、１３が形成されている。

エンドプレート３と仕切板５、６には入口管７が貫通して配置され、入口管７はエンドプレート３と仕切板５、６で支持されている。入口管７の一端開口は室１３で開放され、その他端開口はエンドプレート３の外側に開放され、エンジンの排気系の上流側のパイプに接続される。エンドプレート４と仕切板６、５には出口管８が貫通して配置され、出口管８はエンドプレート４と仕切板６、５で支持されている。出口管８の一端開口は室１１で開放され、その他端開口はエンドプレート４の外側に開放され、エンジンの排気系の下流側のパイプに接続される。入口管７から室１３に導入される排気ガスは、図示省略する仕切板６、５の連通孔を介して室１１に導かれ、出口管８から外部へ導出される。

シェル２は、図３〜図６に示すように、板材２１を巻き方向の全周に亘り少なくとも二重に巻き重ねて構成されており、本実施形態では、巻き始め端２２から巻き始め端２２に対応する外側位置まで板材２１を二重に巻き重ねて形成され、前記巻き始め端２２に対応する外側位置から巻き終わり端２３まで板材２１を三重に巻き重ねて形成され、巻き終わり端２３から周方向に例えば８ｍｍ前後の位置など巻き終わり端２３の近傍位置で、軸方向の所定間隔毎（例えば３５ｍｍ前後）の複数箇所にスポット溶接を行って、板材の第２層２４２と第３層２４３とが固定されている。

シェル２には、図４に示すように、板材２１の巻き始め端２２から巻き方向に沿って外側に突出する断面視略台形のリブ２４が線状に形成されており、前記二重の巻き重ね部分では最外側に位置する板材の第２層２４２にリブ２４が形成され、前記三重の巻き重ね部分では中間に位置する板材の第２層２４２と前記第２層２４２に形状的に密着し最外側に位置する板材の第３層２４３とにリブ２４が形成されている。前記二重の巻き重ね部分のリブ２４は、板材２１の巻き始め端２２から板材の第１層２４１と第２層２４２とが形状的に密着している閉塞部２７の一端まで形成され、本例では約３／４周程度の長さで形成されている。前記三重の巻き重ね部分のリブ２４は、閉塞部２７の他端近傍から巻き終わり端２３まで形成され、本例では約１／８周程度の長さで形成されている。また、リブ２４は所定間隔離間して複数条形成されており、本例のリブ２４は三条形成され、仕切板５、６間の中間付近、エンドプレート３と仕切板５間の中間付近、エンドプレート４と仕切板６の中間付近にそれぞれ設けられている。

前記二重の巻き重ね部分では板材の第１層２４１と板材の第２層２４２のリブ２４との間に断面視略台形の隙間２５が形成され（図５参照）、前記三重の巻き重ね部分では板材の第１層２４１と板材の第２層２４２のリブ２４との間に断面視略台形の隙間２５が形成され（図６参照）、隙間２５がリブ２４に沿ってリブ２４内に線状に形成されている。隙間２５の一端は巻き始め端２２に対応する位置に設けられた開口２６でシェル２の内部に開口され、その他端は所定幅で設けられている閉塞部２７の一端で閉じられ、隙間２５は閉塞部２７でシェル２の外部に対して閉じられており、隙間２５は、開口２６から閉塞部２７の一端までのリブ２４の形成領域に対応して設けられている。本例の閉塞部２７は、略楕円形のシェル２の短軸に対応する、より平面に近い曲率の大きな面に設けられ、板材２１相互が所定幅で面状に形状的に密着していることから、シール性が非常に高く、ガスのシェル２外部への漏れを防止することができる。隙間２５は、本例では約３／４周程度の長さで形成されているが、半周以上１周未満の範囲で形成することが好ましく、又、隙間２５は本例では三条形成されているが、所定間隔離間して適宜の複数条形成することが好ましい。

上記実施形態の消音器１を製造する際には、長方形の板材２１にプレス成形又はロール成形で略台形状のリブ２４を複数条形成する。各リブ２４は、板材２１の巻き始め端２２に対応する外側位置の第２層２４２に対応する箇所から閉塞部２７の一端に対応する位置までと、閉塞部２７の他端に対応する位置から巻き終わり端２３までとに、巻き方向に沿って形成する。その後、板材２１をリブ２４が外側に突出するようにして巻き始め端２２から巻き、巻き始め端２２から巻き始め端２２の外側に位置する箇所まで二重に巻き重ね、前記巻き始め端２２の外側に位置する箇所から巻き終わり端２３まで三重に巻き重ね、略楕円筒形のシェル２を構成する。前記巻き重ねた状態では、板材２１の第１層２４１と第２層２４２とが形状的に密着して閉塞部２７を構成し、前記閉塞部２７の他端近傍から巻き終わり端２３までの第２層２４２と第３層２４３とが形状的に密着すると共に、開口２６でシェル２の内部に開口し、前記開口２６の位置から閉塞部２７の一端まで延びる隙間２５が形成される。その後、巻き終わり端２３の近傍位置で、軸方向の所定間隔毎（例えば３５ｍｍ前後）の複数箇所にスポット溶接を行い、シェル２が完成する。

その後、前記完成した略楕円筒形のシェル２に中間組立品を圧入する（図２参照）。前記中間組立品は、エンドプレート３、４と、エンドプレート３と仕切板５、６とに貫通して設けられ、エンドプレート３と仕切板５、６に固着されている入口管７と、エンドプレート３と仕切板６、５とに貫通して設けられ、エンドプレート４と仕切板６、５に固着されている出口管８とで構成されている。前記中間組立品は、シェル２の長手方向の開放する一端からシェル２の内部に圧入されて配置される。前記中間組立品の所定位置への圧入配置後には、シェル２の一端を巻き込むようにしてエンドプレート３の端部をかしめ、シェル２とエンドプレート３をカシメ部３１で固定すると共に、シェル２の他端を巻き込むようにしてエンドプレート４の端部をかしめ、シェル２とエンドプレート４とカシメ部４１で固定するし、消音器１が完成する。

本発明は、例えば自動車のエンジンの排気系に設ける消音器として利用することができる。

実施形態の消音器の斜視図。図１の消音器の横断面図。図１の消音器に於けるシェルのＡ−Ａ線矢視断面図。図１の消音器に於けるシェルのＢ−Ｂ線矢視断面図。図１の消音器に於けるシェルのＣ−Ｃ線矢視断面図。図１の消音器に於けるシェルのＤ−Ｄ線矢視断面図。

符号の説明

１…消音器１１、１２、１３…室２…シェル２１…板材２２…巻き始め端２３…巻き終わり端２４…リブ２４１…板材の第１層２４２…板材の第２層２４３…板材の第３層２５…隙間２６…開口２７…閉塞部３、４…エンドプレート３１、４１…カシメ部５、６…仕切板７…入口管８…出口管

Claims

板材を巻き重ねたシェルを備える消音器であって、
該板材の巻き方向の全周に亘り該板材を少なくとも二重に巻き重ねて該シェルを構成すると共に、
該板材の巻き始め端から巻き方向に沿って外側に突出するリブを形成し、
該リブの巻き始め端で開口し且つ該シェルの外部に閉じられている隙間を該リブに沿って形成することを特徴とする消音器。
前記隙間を前記板材の巻き始め端から巻き方向に半周以上１周未満の範囲で形成することを特徴とする請求項１記載の消音器。
前記シェルを略楕円筒形とし、
前記略楕円筒形の長軸に対応する面よりも曲率の大きな面に、重なり合う該板材が形状的に密着する閉塞部を設け、
該閉塞部により前記隙間を該シェルの外部に閉じることを特徴とする請求項１又は２記載の消音器。
請求項１〜３の何れかに記載の消音器を備えることを特徴とする自動車。
板材を巻き重ねて構成され、該板材の巻き始め端から巻き方向に沿って外側に突出するリブが形成され、該リブの巻き始め端で開口し且つ外部に閉じられている隙間が該リブに沿って形成されているシェルに、
エンドプレートと、仕切板と、該エンドプレート及び該仕切板に貫通されてガスの入口及び出口となる管とを有する中間組立品を圧入する工程を備えることを特徴とする消音器の製造方法。